[发明专利]带有太阳能电池的集热器和无源太阳能装置

说明书

本发明涉及一种组合装置，包括用于室内的无源太阳能装置和太阳能电池。

1.无源太阳能电池：

日本专利公开No.07-280358中公开了一种在寒冷地区有效地利用太阳热的无源太阳能装置。

参照图1和2描述一间采用上述无源太阳能装置的房屋。图1示意地表示了该房屋的整体结构。图2是集热器的详细视图。

从设在屋檐上的敞开的空气入口105进入的空气缓慢地通过设在屋顶板101和绝热材料102之间的气流通道103流向屋脊。在此过程中，由于日照已经变热的屋顶板101使空气变热。为了使进入气流通道103的空气更热，在屋脊附近设置集热器104。在屋顶之下通过气流通道103上来的空气流入该集热器。

如图2所示，将集热器104制成使由集热板115接收的日照热封闭在一个玻璃箱117中，从而不会散逸到外面。从入口116进来的空气经集热板115加热而变成80℃或以上的热空气。由于集热板115是由玻璃所覆盖，在由日照进行加热的时候如果有风吹到集热板115上也不会使其变冷。集热板115的背光侧用作集热器104内部的气流通道103。这是由于在热从受光侧的玻璃向外损失与背光侧构成盒底板的绝热材料的热损失相比较的时候，由绝热材料制成的背光侧的热损失比较小。

通过设在屋顶板101下面的气流通道103的集热器104中的温度为80℃更高的热空气由风扇107送入屋内，并通过管道106到达地板之下，热量在此聚集于覆盖有绝热材料的水泥中，这样热量便可以通过出口109并按照需要被利用。

风扇也可以倒转从而使地板下的热向外散发。

2.与屋檐组合的太阳能电池组件：

日本已公开的专利申请No.04-343481公开了一种太阳能电池组件，包括太阳能电池元件、填充物和表面保护膜，这些元件顺序地叠置于一块金属板上。该组件可以用作一个屋檐整体式型太阳能电池。

可以用非晶体硅半导体作为太阳能电池元件。这是因为非晶体硅半导体的温度相关性小于晶体硅半导体，以此它们不仅在高温环境中具有较小的特性退化而且在80℃或更高的温度下使用可以防止非晶体硅半导体中固有的Stebler-Ronskie退化。因此，最好将非晶体硅半导体用于屋檐式太阳能电池中。

但是在寒冷的地区，这样的温度不能够被保持并且也不能享用非晶体太阳能电池的优越性能。

另外，在这种寒冷的地区，雪会落到太阳能电池组件上并且将其覆盖，从而引起系统不能工作的问题。

通过在上述集热器中于集热板、窗件或底板的位置设置一个太阳能电池组件即可解决寒冷地区中太阳能电池中的问题。

尤其是，本发明提供一种集热器，包括带窗户的盒体，阳光可以通过上述窗户进入盒体内部；盒体具有入口，通过该口加热的流体介质流入盒体，盒体还具有出口，加热的介质从该出口流出，和集热板以及设在盒体中的太阳能电池。

在将太阳能电池设在集热板处的情况中，用作填充物的树脂具有很高的热阻，从而使得传递到空气中的热不足以形成具有足够高温度的热空气。为了解决这个问题，可以使太阳能电池组件的背光面热阻(背侧热阻)比受光侧(顶侧热阻)热阻小。

这种结构构成一个混合系统，在该系统中可以将温暖的空气引入室内同时保持使用非晶体硅半导体太阳能电池的性能。

即使在雪落在集热器上的时候，热收集系统的风扇也可以反转，从而使热空气回流，这样利用聚集在地板下的水泥中的热量可以将热收集板上的雪融化，从而使集热器中的太阳能电池可以接收阳光同时可以防止太阳能电池的性能降低。

图1表示普通的无源太阳能装置；

图2表示普通的无源太阳能装置的集热器；

图3为本发明的集热器的立体图(一个设有太阳能电池或太阳能电池作为热收集板的实施例)；

图4为图3所示的本发明集热器的横剖视图；

图5表示根据本发明的整体上构成集热器的热收集板的太阳能电池组件；

图6为本发明另一个集热器的立体图(将太阳能电池装在一个窗件上的实施例)；

图7为图6所示的根据本发明的集热器的横剖视图；

图8为本发明另一个集热器的立体图(将太阳能电池装在底板上的实施例)；

图9为图8所示的本发明的集热器的横剖视图；

图10为根据本发明的整体地设在集热器的底板上的太阳能电池组件；

图11为用于本发明的集热器中的太阳能电池的一个例子；

图12表示例1的结构；

图13表示例2的结构；

图14表示比较例1的结构；

图15表示例6的集热器的横剖视图；

图16为例6的集热器的角度配置。